Engster massereicher Doppelstern mit PIONIER getrennt

Astronomen entdeckten ein Doppelsternsystem mit dem engsten Abstand zwischen den beiden stellaren Objekten, der je gemessen wurde. Dies ist ein wertvolles Hilfsmittel, um Theorien über die Bildung massereicher Doppelsterne zu testen.

Ein internationales Team von Astronomen unter der Leitung der Universität von Leeds hat festgestellt, dass die Entfernung zwischen dem massereichen jungen Stern PDS 27 und seinem stellaren Begleiter nur 30 Astronomische Einheiten bzw. 4,5 Milliarden Kilometer beträgt. Das ist annähernd die Entfernung zwischen unserer Sonne und dem Planeten Neptun. Dies macht sie zu den engsten stellaren Begleitern, die je bei so jungen Doppelsternen mit großer Masse beobachtet wurden.

Die Hauptautorin der Studie, Dr. Evgenia Koumpia von der Fakultät für Physik und Astronomie in Leeds, sagte: „Dies ist eine sehr aufregende Entdeckung, weil das Beobachten und Simulieren massiver Doppelsternsysteme in den frühen Stadien ihrer Entstehung eine der Herausforderungen der modernen Astronomie ist. Mit PDS 27 und seinem Begleiter konnten wir nun die engsten und massereichsten jungen stellaren Objekte in einem Doppelsternsystem auflösen.

„Es gibt einen Mangel an bekannten jungen massereichen Doppelsternsystemen im kartierten Raum. Sterne mit großer Masse haben eine vergleichsweise kurze Lebensdauer, die sie nach nur wenigen Millionen Jahren in einer Supernova explodieren lässt. Dies begrenzt unsere Möglichkeit, Theorien zur Entstehung solcher Sterne zu testen.“

Als Teil der Studie hat das Team auch ein Begleitobjekt bei einem anderen jungen massereichen Stern mit Namen PDS 37 identifiziert. Die Analyse ergab, dass der Abstand zwischen PDS 37 und seinem Begleiter zwischen 42 und 54 Astronomische Einheiten liegt, was vergleichbar ist mit dem Abstand zwischen Sonne und Pluto. Obwohl er weiter als PDS 27 von seinem Begleiter entfernt ist, ist das eine bedeutende Entdeckung angesichts des Bedarfs an bestätigten massereichen jungen Doppelsternsystemen in der astronomischen Forschung.

Dr. Koumpia fuhr fort: „Wie sich diese Doppelsternsysteme bilden, ist eine durchaus umstrittene Frage. Es gibt mehrere Theorien. Beobachtungsstudien solcher Systeme in ihren frühen Stadien sind entscheidend für die Überprüfung der Entstehungstheorien.“

„PDS 27 und PDS 37 sind seltene und wichtige Laboratorien, die helfen können, Theorien über die Entstehung von Doppelsternsystemen mit großer Masse zu testen.“

PDS 27 ist ungefähr 8000 Lichtjahre von uns entfernt und mindestens zehnmal massereicher als unsere Sonne, erklärte Dr. Koumpia. Für den Nachweis der stellaren Begleiter bei PDS 27 und PDS 37, verwendete das Team die höchste räumliche Auflösung, die das PIONIER-Instrument am Very Large Telescope Interferometer (VLTI) der ESO bereitstellt. Dieses Instrument kombiniert Lichtstrahlen von vier Teleskopen mit jeweils 8,2 m Durchmesser und ahmt damit ein einzelnes Teleskop mit einem Durchmesser von 130 m nach. Die daraus resultierende hohe räumliche Auflösung ermöglichte es dem Team, trotz der großen Entfernung von uns und der Nähe zueinander, so enge Doppelsternsysteme aufzulösen.

Ko-Autor der Studie, Professor Rene Oudmaijer, ebenfalls von der Fakultät für Physik und Astronomie in Leeds, sagte: „Die nächste große Frage - die bisher aufgrund von Beobachtungsschwierigkeiten vermieden wurde ist - warum befinden sich so viele dieser massereichen Sterne in Doppelsystemen?“

Für Astronomen wurde es immer deutlicher, dass massereiche Sterne fast nie alleine geboren werden und mindestens einen Schwesterstern haben. Die Gründe dafür sind immer noch unklar.

Massereiche Sterne üben einen signifikanten Einfluss auf ihre kosmische Umgebung aus. Ihre Sternwinde, ihre Energie und die von ihnen erzeugten Supernova-Explosionen können sich auf die Bildung anderer Sterne auswirken. Die Entwicklung und das Schicksal von Sternen mit großer Masse ist recht komplex, aber frühere Studien haben gezeigt, dass sie durch ihre binären Eigenschaften in hohem Maße beeinflusst werden sind.

Die Entdeckung massereicher junger Doppelsterne ist ein entscheidender Schritt nach vorn, um viele der Fragen beantworten zu können, die wir immer noch zu solchen stellaren Objekten haben. Diese Entdeckungen waren nur dank der hervorragenden Auflösung des PIONIER-Instruments am VLT möglich.

→ Zum Artikel "Resolving the MYSO binaries PDS 27 and PDS 37 with VLTI/PIONIER" (A&A)